肘关节置换术后假体周围感染

李程 叶青

作者单位：13353 Berlin, Charité- Universitätsmedizin Berlin. Department of Orthopedics1；450001 郑州大学第一附属医院急诊外科2

关节置换是一种能够提高患者生活质量、改善关节功能的手术方式。但是由于肘关节结构复杂，关节置换术后常伴有一些并发症，如假体不稳、尺神经病变、术后感染、异位骨化等。其中术后假体周围感染是关节置换术后最可怕的并发症。对患者而言，这种并发症不仅需要长期住院、多次手术、面对高昂的医疗花费，而且严重时可能会导致截肢或死亡。对医生而言，由于目前相关诊断与治疗缺乏统一的标准和共识，假体周围感染的临床诊断、治疗仍然面临着严峻的挑战。目前，假体周围感染的研究多数与髋、膝关节感染相关，然而有关肘关节假体周围感染的临床研究较少。现对肘关节假体周围感染的流行病学、诊断、治疗的相关文献作一综述。

一、流行病学

随着肘关节置换手术技术的提升、关节假体类型的不断增加，肘关节置换术逐渐成为治疗类风湿性关节炎、创伤性关节炎、肿瘤性关节炎的有效方法［1］。统计结果显示，这种手术每年增长7.6%，平均花费（16 300±4 000）美元。关节置换术后的并发症是一个不可忽视的严重问题，主要包括尺神经病变（40%）、无菌性松动（7%～15%）、假体周围骨折（5%～29%）、假体周围感染（3%～8%）和肱三头肌功能不全（2%～8%）［2］，其中关节置换术后假体周围感染是一种严重的并发症。不仅给患者带来巨大的痛苦，而且假体周围感染的治疗费比普通住院患者高24 倍［3］。在髋、膝、肩关节，假体周围感染的发生率通常＜2%［4-5］。不幸的是，在肘关节的发生率明显增高，为3%～11%。一方面，可能与肘关节周围所覆盖的软组织有限相关；另一方面，肘关节置换的潜在疾病以类风湿性关节炎和创伤后关节炎居多。与普通患者相比，此类患者更容易发生感染［6］。 肘关节假体周围感染的常见致病菌为金黄色葡萄球菌和凝固酶阴性葡萄球菌，大约占总体细菌感染的70% 以上。多数研究发现，金黄色葡萄球菌所占比例高于凝固酶阴性葡萄球菌（图1）［6-9］。髋、膝关节假体周围感染的致病菌也是以金黄色葡萄球菌和凝固酶阴性葡萄球菌多见［10］。但是在肩关节，与其他关节部位的不同之处在于痤疮丙酸杆菌感染较为多见。主要原因是这种病原菌生长在富含油脂的皮脂腺及毛囊内，最常见的寄生部位是腋窝［11-12］。

图1 肘关节假体周围感染常见病原菌

二、诊断

1. 临床表现：在肘关节假体周围感染中，女性患者人数明显多于男性。临床表现有发热、关节局部疼痛、肿胀、红斑、皮肤温度升高、关节功能缺失，部分患者出现窦道［8,13-14］。窦道的存在往往提示感染，除此之外，其他症状和体征缺乏特异性。对于有高危因素的关节置换术后患者，应警惕术后发生感染。Somerson 等［15］对1 452 例肘关节置换术后患者进行研究，发现甲状腺功能减退［比值比（odd ratio，OR）=2.04 ；P=0.045］、抽烟（OR=3.39 ；P=0.003）和类风湿性关节炎（OR=3.31 ；P＜0.001）是肘关节假体周围感染的危险因素。肘关节置换手术之前多次手术史、先前肘关节感染病史以及术后切口出现并发症都与肘关节假体周围感染相关联，应该引起临床重视。对于早期不明原因的假体松动，也高度提示可疑感染［16］。根据关节置换术后发病时间，假体周围感染可分为早期感染（术后3 个月内）、延迟感染（术后3～24 个月）和晚期感染（术后超过24 个月）［17］。在肘关节假体周围感染中，急性感染所占比例为45%～56%。延迟感染占5%～31%，晚期感染占13%～50%［9,15,18］。

2. 实验室检查：当临床怀疑假体周围感染时，C 反应 蛋 白（C-reactive protein，CRP）、 血 沉（erythrocyte sedimentation rate，ESR）是怀疑感染早期、初步筛查的常用方法［19］。与髋、膝关节不同的是，肘关节感染中患有类风湿性关节炎的比例较高，在动态观察CRP、ESR 结果的同时，应该考虑这种因素带来的影响。Spormann 等［18］对20 例肘关节感染患者（10 例患有类风湿性关节炎）进行回顾性研究，其中患有类风湿性关节炎患者的术前CRP平均值为152 mg/L，其余患者的术前CRP 平均值为81 mg/L。Morrey 等［9］的研究中发现，类风湿性关节炎患者的ESR平 均 值 为61 mm/h（31～107 mm/h）。Vergidis 等［13］认为，CRP 平均值为56.4 mg/L （9.8～268.8 mg/L）、ESR 平均值为41 mm/h （27～60 mm/h）时可排除类风湿性关节炎的肘关节感染。为了增加诊断的准确性，肌肉骨骼感染协会（musculoskeletal infection society，MSIS）推荐CRP 和ESR联合应用。这种方法虽然敏感性较高，但特异性低［20-21］。

3. 组织病理学检查: 组织病理学检查在诊断髋、膝关节假体周围感染的敏感性（87%）和特异性（100%）较高［22］。Ahmadi 等［23］对术中组织病理学检查在诊断肘关节假体周围感染的价值进行评估。以每高倍镜视野中超过 5 个中性粒细胞为阳性结果的标准时，敏感性为51.3% （95% CI: 35.8%～66.8%）， 特 异 性 为93.1%（95% CI: 89.1%～97.1%）。虽然这种检查的特异性对临床诊断有一定的价值，但是还不足以作为排除肘关节假体周围感染的方法，可作为综合评估感染时的一种参考指标。

4. 关节穿刺检查: 关节腔穿刺是早期怀疑感染时，一种安全、快速、有效的检查方法。Gille 等［14］对6 例肘关节假体周围感染进行关节穿刺，其中5 例关节穿刺结果阳性，1 例阴性的原因在于穿刺前已口服抗生素治疗。建议在所有样本采集前，患者停用抗生素2 周，以免影响细菌培养结果［24］。当关节穿刺无法获得关节液时，可以尝试注入生理盐水后回抽。这种方法在诊断假体周围感染时的敏感性为87%（79%～92%），特异性为79%（72%～84%）［25］。关节液白细胞计数、中性粒细胞分类在诊断髋、膝关节假体周围感染时有较为理想的敏感性和特异性。当白细胞计数＞1.7×103/µL，诊断膝关节假体周围感染的敏感性为 94%，特异性为88% ；或中性粒细胞分类＞65%，其敏感性为97%，特异性为 98%。当白细胞计数＞4.2×103/µL，诊断髋关节假体周围感染的敏感性为84%，特异性为93% ；或中性粒细胞分类＞80%，其敏感性为84%，特异性为82%［26-27］。目前，关节液白细胞计数、中性粒细胞分类在诊断肘关节感染还没有明确的阈值。而且肘关节置换中有较多类风湿性关节炎患者，此类患者的关节穿刺液白细胞计数结果可能会出现假性增高，使临床诊断更加困难［28］。

5. 术中细菌培养: 超声裂解液培养和组织培养是最常用的两种术中诊断假体周围感染的方法。组织培养法在采集术中组织时，应该在假体周围采集至少3 份组织样本（最好5～6 份）进行培养［29］。超声裂解是把手术中取出的假体放入无菌的容器内，加入超声裂解液进行旋涡振荡之后；放在超声清洗器中进行清洗，以去除假体表面的微生物。清洗后再次旋涡振荡，最后把获得的液体进行离心后培养。术中组织培养是诊断假体周围感染的可靠方法，有研究显示术中组织培养的敏感性为66.7%（95% CI:46%～83.5%），特异性为100%（95% CI:75.3%～100%）。超声裂解的敏感性为92.6%（95% CI: 75.7%～99.1%），特异性为100%（95% CI:75.3%～100%）［30］。在诊断肘关节假体周围感染时，术中组织培养的敏感性为55%（95% CI: 21%～86%），特异性为93%（95% CI:76%～99%）。超声裂解的敏感性为89%（95% CI:52%～100%），特异性为100%（95% CI: 85%～100%）［13］。

三、治疗

假体周围感染的治疗的主要目的是为了减轻患者痛苦、早期消除感染及恢复关节功能。在治疗假体周围感染时，成功消除感染的关键因素：（1）手术加抗生素治疗；（2）合理选择手术适应证，严格把握假体保留“窗口期”；（3）根据细菌培养及药敏试验结果合理选用抗生素治疗，不盲目的经验性使用抗生素；（4）关注抗生素治疗所带来的副作用，及时采取有效措施。假体周围感染手术治疗的主要方式为清创保留假体、一期置换、二期置换［31］。适用于髋、膝关节感染的治疗公式已经发布，在治疗髋关节感染时，需要配合抗生素治疗3 个月；膝关节感染抗生素治疗为6 个月。目前肘关节的治疗多数是参考髋、膝关节的治疗方案［6,17］。 1. 清创保留假体：清创保留假体，是通过早期发现感染、积极清创手术治疗的一种经济、有效的方法。一些临床研究显示，肘关节感染清创保留假体的成功率为11%～50%［6-7］。主要原因可能在于没有筛选适合的患者进行治疗。当符合以下标准时，清创保留假体术后的感染治愈率较理想：（1）短时间内感染，包括术后早期感染或急性血源性感染；（2）临床症状持续时间＜21 d ；（3）假体周围软组织没有严重受损；（4）已知的微生物（排除表皮葡萄球菌）对抗生素敏感；（5）假体关节无松动。在清创术后，需要抗生素治疗12 周，其中前2 周为静脉注射抗生素，随后改为口服抗生素治疗［6,18］（图2）。但是无论是清创保留假体还是清创更换假体，都会对肘关节功能造成一定影响。Duquin等［32］发现感染翻修术后，有51 例（55%）术后出现肱三头肌无力。

图2 肘关节假体周围感染清创保留假体的治疗方案

2. 一期置换：一期置换手术的方法为在外科手术过程中完成清创、移除旧假体和再次植入新的假体。Gille 等［14］对患有类风湿性关节炎的肘关节假体周围感染患者进行一期置换手术治疗，根据手术过程中或术前细菌培养结果选择抗生素骨水泥，在植入新假体时，填充抗生素骨水泥固定。术后有1 例患者出现切口愈合问题；2 例患者出现晚期深部感染，其中1 例通过肘关节成形术治疗，另1 例再次执行一期翻修手术后治愈。术后Mayo 肘关节功能平均分为67 分（45～90 分）。虽然Gille 对肘关节一期置换手术结果进行评估，但是选取的研究样本均为类风湿性关节炎的女性患者。目前关于肘关节假体周围感染一期置换的报道较少，还需要更多的研究来证明其有效性。

3. 二期置换：二期置换常被认为是假体周围感染手术治疗的“金标准”，方法为清创、移除旧假体后，根据感染控制情况，择期再次手术植入新假体。在髋、膝关节感染，一般短间隔的时间为2～4 周、长间隔为4～8 周［17］。肘关节二期置换所需要的间隔时间还没有定义，由于肘关节较为复杂，平均间隔时间在7 周以上［33］。Peach 等［34］对26 例肘关节感染病例的二期置换手术进行评估，随访时间为2 年以上。二期置换术后感染复发率为11.5%，感染复发平均时间为术后8 个月（5～10 个月）。在没有复发感染的二期置换病例中，Mayo 肘关节功能平均分为81.1 分（65～95 分）。在抗生素治疗方面，一期手术在关节腔内植入抗生素珠链。采集样本后，静脉注射广谱抗生素。术后再次追加两剂抗生素以后，不再口服或静脉注射抗生素治疗。作者认为，与负载抗生素的相比，静脉注射抗生素的组织渗透力差，所以局部软组织中高浓度的抗生素是根治感染的关键。但是这种以局部抗生素治疗为主的抗生素治疗方案并没有被多数研究推荐。Somerson 等［16］认为在完成二期置换之前至少静脉注射抗生素6 周。Spormann 等［18］建议口服加静脉注射抗生素治疗至少12 周。

4. 类风湿性关节炎围手术期抗风湿药物的应用：肘关节置换术后感染患者多数伴有类风湿性关节炎［18,35］，这类患者需要长期服用类固醇及免疫抑制剂等药物，给诊断和治疗带来了极大的挑战。在2017 年，美国风湿病学会与美国髋膝外科医师协会发表了“择期髋膝关节置换围手术期抗风湿药物”管理指南（表1、2）［36］。但是目前还没有研究发布，肘关节假体周围感染伴有类风湿性关节炎的围手术期抗风湿用药管理的相关文献。

表1 髋膝关节置换围手术期抗风湿药物的应用

表2 髋膝关节置换围手术期生物制剂的应用

注： a 为术前停用药物，并将手术安排至给药周期末,在没有切口愈合问题、手术部位感染或全身感染的情况下，术后至少14 d 才可以开始继续用药；b 为末次生物制剂给药后施行手术时间；c 为术前7 d 停药

结论：目前肘关节假体周围感染的诊断与治疗还面临着严峻的挑战，缺乏有效的临床指南作指导，未来还需要更多的研究来制定更加有效的诊治方案。